(57)【要約】  アイドルストップ後のエンジン再始動に伴いバッテリ１０と負荷３０の間の昇圧装置２０の昇圧動作を開始させるアイドリングストップ車両において、該昇圧装置を制御する昇圧制御装置２２であって、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い昇圧装置の昇圧動作を開始させる際に、昇圧装置の目標電圧を、昇圧開始時のバッテリ電圧に相当する第２の目標電圧から、エンジン停止時のバッテリ電圧に相当する第１の目標電圧へと段階的に増加するように設定する。
2011058633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドルストップ後のエンジン再始動に伴いバッテリと負荷の間の昇圧装置の昇圧動作を開始させるアイドリングストップ車両において、該昇圧装置を制御する昇圧制御装置であって、
アイドルストップ開始時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第１の目標電圧を決定する第１目標電圧決定部と、
前記昇圧装置の昇圧動作の開始時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第２の目標電圧を決定する第２目標電圧決定部と、
前記昇圧装置の出力電圧に対する目標電圧を設定する目標電圧設定部と、
前記目標電圧設定部により設定された目標電圧に基づいて、前記昇圧装置の出力電圧が目標電圧になるように、前記昇圧装置を制御する制御部とを備え、
前記目標電圧設定部は、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い前記昇圧装置の昇圧動作を開始させる際に、前記目標電圧を、前記第２目標電圧決定部により決定された第２の目標電圧から、前記第１目標電圧決定部により決定された第１の目標電圧へと段階的に増加するように設定することを特徴とする、昇圧制御装置。
【請求項２】
前記目標電圧設定部は、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い前記昇圧装置の昇圧動作を開始させる際に、前記目標電圧を、所定の時間を掛けて又は所定の増加速度で前記第２の目標電圧から前記第１の目標電圧へと段階的に増加するように設定する、請求項１に記載の昇圧制御装置。
【請求項３】
停車時にエンジンを停止させ、該停止させたエンジンを車両状態に基づいて自動で始動するアイドリングストップシステムであって、
バッテリと、
負荷と、
前記バッテリと負荷の間に設けられ、バッテリ電圧を昇圧して前記負荷側に出力する昇圧装置と、
前記昇圧装置を制御する請求項１に記載の昇圧制御装置とを含むことを特徴とする、アイドリングストップシステム。
【請求項４】
アイドルストップ後のエンジン再始動に伴いバッテリと負荷の間の昇圧装置の昇圧動作を開始させるアイドリングストップ車両において、該昇圧装置を制御する昇圧制御方法であって、
アイドルストップ開始時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第１の目標電圧を決定する第１目標電圧決定段階と、
前記昇圧装置の昇圧動作の開始時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第２の目標電圧を決定する第２目標電圧決定段階と、
前記昇圧装置の出力電圧に対する目標電圧を設定する目標電圧設定段階と、
前記目標電圧設定段階により設定された目標電圧に基づいて、前記昇圧装置の出力電圧が目標電圧になるように、前記昇圧装置を制御する制御段階とを備え、
前記目標電圧設定段階は、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い前記昇圧装置の昇圧動作を開始させる際に、前記目標電圧を、前記第２目標電圧決定段階により決定された第２の目標電圧から、前記第１目標電圧決定部により決定された第１の目標電圧へと段階的に増加するように設定することを含むことを特徴とする、昇圧制御方法。
【請求項５】
エンジン始動に伴いバッテリと負荷の間の昇圧装置の昇圧動作を開始させる車両において、該昇圧装置を制御する昇圧制御装置であって、
エンジン停止時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第１の目標電圧を決定する第１目標電圧決定部と、
前記昇圧装置の昇圧動作の開始時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第２の目標電圧を決定する第２目標電圧決定部と、
前記昇圧装置の出力電圧に対する目標電圧を設定する目標電圧設定部と、
前記目標電圧設定部により設定された目標電圧に基づいて、前記昇圧装置の出力電圧が目標電圧になるように、前記昇圧装置を制御する制御部とを備え、
前記目標電圧設定部は、エンジン始動に伴い前記昇圧装置の昇圧動作を開始させる際に、前記目標電圧を、前記第２目標電圧決定部により決定された第２の目標電圧から、前記第１目標電圧決定部により決定された第１の目標電圧へと段階的に増加するように設定することを特徴とする、昇圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧制御装置、及び、これを用いるアイドリングストップシステム、並びに、アイドリングストップ車両における昇圧制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両が信号待ち等で停車しているときに、エンジンを一時的に自動停止させるアイドリングストップを行うアイドリングストップ車両が知られている。かかるアイドリングストップ車両において、車両のバッテリと電気負荷との間に設けられて、バッテリ電圧を昇圧する昇圧回路を備え、エンジン始動条件が成立してスタータの作動に伴ってバッテリ電圧が第１の設定値以下に低下したときに、昇圧回路を作動させ、エンジンの始動完了によるオルタネータの作動に伴ってバッテリ電圧が第２の設定値以上となったときに、昇圧回路の作動を停止させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、このような昇圧回路の動作前後での出力電圧の変動を抑制することを目的として、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い昇圧装置を起動する際に、昇圧回路の目標電圧を、昇圧回路の起動直前のバッテリ電圧に基づいて設定する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、この特許文献２には、別の実施例として、昇圧回路の目標電圧を、昇圧回路の起動直前のバッテリ電圧に設定した後、所定の下限電圧に至るまで所定の電圧降下レートに従って時間的に徐々に低下していくように設定する構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３８９８４号公報
【特許文献２】特開２００５−２３７１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アイドルストップ後のエンジン再始動時においては、スタータの駆動により急激に低下するバッテリ電圧を、昇圧回路により昇圧することで、昇圧回路の出力側の負荷の動作の安定化を図ることが可能である。しかしながら、アイドルストップ中には、バッテリ電圧が低下していくので、昇圧開始時の昇圧回路の目標電圧の設定態様によっては、昇圧開始時に、昇圧回路の出力電圧に大きな変動を起こす場合がある。また、クランキング終了後、負荷が低い場合には、バッテリ電圧（及びオルタネータ発電電圧）が急激に上昇するので、クランキング終了時付近での昇圧回路の目標電圧の設定態様によっては、かかるバッテリ電圧上昇時に、昇圧回路の出力電圧に大きな変動を起こす場合がある。このように昇圧回路の出力電圧に大きな変動が生じた場合には、例えばインストルメントパネルのメータ表示やヘッドライト等の照明装置の明滅やノイズ等の問題が生じる。【０００６】
そこで、本発明は、エンジン始動時（アイドルストップ後のエンジン再始動時を含む）における昇圧回路の出力電圧の変動を適切に防止することができる昇圧制御装置及びこれを用いるアイドリングストップシステム並びに昇圧制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴いバッテリと負荷の間の昇圧装置の昇圧動作を開始させるアイドリングストップ車両において、該昇圧装置を制御する昇圧制御装置であって、
アイドルストップ開始時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第１の目標電圧を決定する第１目標電圧決定部と、
前記昇圧装置の昇圧動作の開始時のバッテリ電圧の検出値又は推定値に基づいて、第２の目標電圧を決定する第２目標電圧決定部と、
前記昇圧装置の出力電圧に対する目標電圧を設定する目標電圧設定部と、
前記目標電圧設定部により設定された目標電圧に基づいて、前記昇圧装置の出力電圧が目標電圧になるように、前記昇圧装置を制御する制御部とを備え、
前記目標電圧設定部は、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い前記昇圧装置の昇圧動作を開始させる際に、前記目標電圧を、前記第２目標電圧決定部により決定された第２の目標電圧から、前記第１目標電圧決定部により決定された第１の目標電圧へと段階的に増加するように設定することを特徴とする、昇圧制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン始動時（アイドルストップ後のエンジン再始動時を含む）における昇圧回路の出力電圧の変動を適切に防止することができる昇圧制御装置等が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるアイドリングストップ車両のアイドリングストップシステム１の一実施例を示す要部構成図である。
【図２】昇圧制御装置２２により実現される主要機能を表す機能ブロック図である。
【図３】目標電圧パターン設定部２２ｃにおいて設定される目標電圧パターンの二例を示す図である。
【図４】第１目標電圧決定部２２ａ及び第２目標電圧決定部２２ｂの決定処理と、目標電圧パターン設定部２２ｃにおける目標電圧パターンの設定処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【図５】フィードバック制御部２２ｄにおいて実現される主要処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【図６】本実施例の目標電圧パターンが適用された場合の昇圧回路２０の出力電圧の変動態様を示す図である。
【図７】第１の比較例により目標電圧を設定した場合の昇圧回路の出力電圧の変動態様を示す図である。
【図８】第２の比較例により目標電圧を設定した場合の昇圧回路の出力電圧の変動態様を示す図である。
【図９】第３の比較例により目標電圧を設定した場合の昇圧回路の出力電圧の変動態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、本発明によるアイドリングストップ車両のアイドリングストップシステム１の一実施例を示す要部構成図である。アイドリングストップシステム１は、主に、バッテリ１０と、オルタネータ１２と、スタータ１８と、昇圧回路２０と、昇圧制御装置２２と、負荷３０と、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０とを含む。
【００１２】
バッテリ１０は、車両に搭載され、車両内の電気系統に電力を供給するための電源であって、蓄電池が好適に用いられる。バッテリ１０は、例えば鉛バッテリ、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオン電池等、種々の形式のものを用いてよいが、好適には鉛バッテリが用いられる。また、バッテリ１０は、複数設けられてもよいが、１つだけ設けられてもよい。
【００１３】
オルタネータ１２は、エンジン５２に機械的に接続され、エンジン５２の回転を利用して発電を行う。オルタネータ１２は、例えばエンジン５２を制御するＥＦＩ・ＥＣＵ５０により制御される。オルタネータ１２の発電制御は任意の態様であってよい。例えば、車両の定常走行時やエンジン５２のアイドル運転時には、オルタネータ１２の発電電圧は、バッテリ１０の放電が生じないような値に調整される。また、車両減速時（回生ブレーキ作動時）には、オルタネータ１２の発電電圧は、定常走行時やアイドル運転時に比して大きな値に調整される。また、車両加速時には、アイドルストップ中（即ち、エンジン停止中）と同様、オルタネータ１２の発電電圧はゼロになる（即ち、オルタネータ１２の作動が停止される）。なお、バッテリ１０は、走行中にオルタネータ１２で発電する電力を充電するように構成されてよい。
【００１４】
スタータ１８は、バッテリ１０に接続される。スタータ１８は、エンジンスタートスイッチのオン操作時や後述のアイドルストップ終了時に、バッテリ１０から供給される電力を用いて、エンジン５２を停止状態から始動させる始動装置として機能する。
【００１５】
昇圧回路２０は、バッテリ１０から供給された電圧を昇圧して、出力電圧を一定に保つための回路である。本実施例では、昇圧回路２０は、バッテリ１０及びオルタネータ１２に接続され、安定化した出力電圧を負荷３０に供給する。図示の例では、昇圧回路２０は、入力端子からバッテリ電圧が入力されている。昇圧回路２０の動作時には、昇圧制御装置２２は、スイッチング素子（例えばパワーＭＯＳ）ＳＷ１を可変のデューティでＯＮ／ＯＦＦ切替制御（例えばＰＷＭ制御）し、昇圧回路２０の出力電圧が所定の目標電圧を保持するようにする。即ち、昇圧制御装置２２は、昇圧回路２０の入力側が変動しても、出力電圧が目標電圧に常に保たれるようにフィードバック制御する。また、昇圧制御装置２２は、出力電圧が目標電圧を超えると昇圧を一時停止し、その後、出力電圧が目標電圧を下回ると、昇圧を再開する（後述の図５参照）。
【００１６】
昇圧回路２０は、昇圧制御装置２２による制御下で、作動／非作動状態が切替えられる。ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からの昇圧開始信号がオフである場合は、昇圧回路２０の非作動状態（昇圧回路２０を動作させない状態）が実現される。昇圧回路２０がオフにされた非作動状態では、昇圧回路２０の入力電圧は、例えばダイオードＤ２を介して、そのまま出力される。
【００１７】
負荷３０は、昇圧回路２０の出力側に接続され、バッテリ１０に昇圧回路２０を介して接続される。負荷３０は、車両に搭載される電気負荷であり、その種類や数は任意である。負荷３０は、典型的には、印加される電圧の変化に影響を受けやすく、且つ、その影響がユーザ等に違和感を与えうる補機である。例えば、負荷３０は、印加される電圧の変化により光度ないし照度が有意に変化するヘッドランプやテールランプ等のランプ類、印加される電圧の変化により吹き出し量が有意に変化するエアコン（正確には、ブロワーモーター）、及び、印加される電圧の変化によりワイピング速度が有意に変化するワイパ（正確には、ワイパモーター）が含まれてよい。その他、負荷３０は、メータ類、ディスプレイ装置等を含んでもよい。
【００１８】
昇圧制御装置２２は、上述の如く昇圧回路２０の昇圧動作を制御する。この制御態様の特徴部分については後述する。昇圧制御装置２２は、通常のＥＣＵと同様に、マイクロコンピュータによって構成されてよく、例えば、ＣＰＵ、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス及び出力インターフェイス等を有する。また、昇圧制御装置２２は、フィードバック回路（後述のフィードバック制御部２２ｄ）等の専用の制御回路を含んでよい。また、昇圧制御装置２２には、昇圧回路２０の入力電圧を検出する電圧検出回路４０、及び、昇圧回路２０の出力電圧を検出する電圧検出回路４２が接続される。電圧検出回路４０，４２は昇圧制御装置２２に内蔵されてもよい。
【００１９】
ＥＦＩ・ＥＣＵ５０は、エンジン５２の各種制御の他、燃料消費量の節減と二酸化炭素等の排出ガスの低減を目的としたアイドルストップ制御を行う。アイドルストップ制御について、具体的には、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０は、車両の停止状態が検出され、その他の各種アイドルストップの許可条件（例えば、エンジン冷却水温度に関する条件や、バッテリの温度等に関する条件、エンジン回転数に関する条件）の成立状況を確認して、最終的にアイドルストップの実行条件が成立するか否かを判定する。最終的にアイドルストップの実行条件が成立した場合、エンジン停止信号をオンにしてエンジン５２を停止させる。これにより、運転者がイグニションスイッチをＩＧオン状態からオフ状態へ移行させることなく燃料噴射や点火等の実行が停止され、エンジン５２が運転状態から停止状態へ移行される。
【００２０】
アイドルストップ中、即ちエンジン５２が一時的に停止状態にある間、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０は、車両がＡＴ車である場合は変速機のシフト位置が"Ｎ"レンジから"Ｄ"レンジ又は"Ｒ"レンジに移行したか否か或いはブレーキ操作が解除されたか否か、また、車両がＭＴ車である場合はクラッチペダルが踏み込まれたか否かに基づいて、アイドルストップの解除条件が成立するか否を判定する。その結果、アイドルストップの解除条件が成立した場合は、エンジン５２を再始動すると共に、昇圧開始信号のオン信号を昇圧制御装置２２に供給する。これにより、運転者がイグニションスイッチをＩＧオン状態からスタータオン状態に移行させることなくスタータ１８が作動状態となり、エンジン５２が再始動される。ＥＦＩ・ＥＣＵ５０は、エンジン５２の再始動が完了し、オルタネータ１２の作動よりバッテリ１０の電圧（バッテリ電圧）が正常な安定値に復帰すると、昇圧開始信号のオフ信号を昇圧制御装置２２に供給する。或いは、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０は、エンジン５２の再始動が完了し、昇圧開始時点から所定時間経過したときに、昇圧開始信号のオフ信号を昇圧制御装置２２に供給してもよい。
【００２１】
尚、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０の機能の一部（例えば上述のアイドルストップ制御機能における各条件の成立判定機能等）又は全部は、他のＥＣＵ又はその類の制御装置（昇圧制御装置２２を含む）により実現されてもよい。また、同様に、昇圧制御装置２２の機能の一部又は全部がＥＦＩ・ＥＣＵ５０又は他のＥＣＵにより実現されてもよい。
【００２２】
次に、昇圧制御装置２２による昇圧回路２０の昇圧動作の制御態様の特徴部分について説明する。
【００２３】
図２は、昇圧制御装置２２により実現される主要機能を表す機能ブロック図である。昇圧制御装置２２は、第１目標電圧決定部２２ａと、第２目標電圧決定部２２ｂと、目標電圧パターン設定部２２ｃと、フィードバック制御部２２ｄとを備える。
【００２４】
第１目標電圧決定部２２ａには、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からエンジン停止信号が供給される。エンジン停止信号は、エンジン５２を停止状態に移行させる際にオンになる信号である。ここでは、エンジン停止信号は、一例として、エンジン５２が停止状態にあるときオン状態を維持し、エンジン５２が動作状態にあるときオフ状態を維持する。尚、エンジン停止信号のオン信号に代えて、同様の情報を表す信号（例えば、アイドルストップの実行条件が成立したことを表す信号）が供給されてもよい。
【００２５】
第１目標電圧決定部２２ａには、電圧検出回路４０から昇圧回路２０の入力電圧の検出値が入力される。尚、アイドルストップ中はオルタネータ１２がオフであることから、アイドルストップ中に電圧検出回路４０から昇圧回路２０の入力電圧の検出値は、バッテリ１０の電圧（バッテリ電圧）の検出値に相当する。尚、昇圧回路２０の入力電圧の検出値に代えて、バッテリ１０の端子間の電圧を計測する電圧センサの検出値が使用されてもよい。
【００２６】
第１目標電圧決定部２２ａは、エンジン停止信号がオンになったとき（本例では、特に、アイドルストップに伴いエンジン５２が停止状態に移行するとき）、そのときのバッテリ電圧（電圧検出回路４０から昇圧回路２０の入力電圧の検出値）を取得し、当該バッテリ電圧を、第１の目標電圧として決定する。尚、このバッテリ電圧は、エンジン５２の停止時（アイドルストップ開始時）のバッテリ電圧に相当する。ここで、エンジン５２の停止時（アイドルストップ開始時）とは、エンジン５２が停止する正確な瞬間的な時点を指すものではなく、エンジン５２の停止直前及び停止直後（アイドルストップ開始時及び停止直後）を含む。これは、エンジン５２の停止直前から停止直後までの短い期間では、バッテリ電圧に大きな変動が実質的に生じないためである。
【００２７】
第１目標電圧決定部２２ａは、エンジン５２の停止時のバッテリ電圧の検出値をそのまま第１の目標電圧として決定してもよい。或いは、第１目標電圧決定部２２ａは、エンジン５２の停止時のバッテリ電圧の検出値を複数回（複数時点で）取得し、それらの平均値を第１の目標電圧として決定してもよい。
【００２８】
第２目標電圧決定部２２ｂには、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０から昇圧開始信号が供給される。昇圧開始信号は、上述の如くアイドルストップ後のエンジン再始動開始時にオンとなり、エンジン再始動が完了し、オルタネータ１２の作動よりバッテリ１０の電圧が正常な安定値に復帰したときにオフとなる。昇圧開始信号のオフタイミングは、これに限られず、エンジン再始動が完了した時点又はそれ以降のタイミングであればよい（例えば、エンジン再始動が完了したことを前提として、昇圧開始時点から所定の固定時間経過後にオフされてもよい）。尚、昇圧開始信号のオン信号に代えて、同様の情報を表す信号（例えば、アイドルストップの解除条件が成立したことを表す信号）が供給されてもよい。
【００２９】
第２目標電圧決定部２２ｂには、同様に、電圧検出回路４０から昇圧回路２０の入力電圧の検出値が入力される。尚、アイドルストップ中又はエンジン再始動直後はオルタネータ１２が実質的にオフであることから、かかる期間における電圧検出回路４０から昇圧回路２０の入力電圧の検出値は、バッテリ１０の電圧（バッテリ電圧）の検出値に相当する。尚、昇圧回路２０の入力電圧の検出値に代えて、バッテリ１０の端子間の電圧を計測する電圧センサの検出値が使用されてもよい。
【００３０】
第２目標電圧決定部２２ｂは、昇圧開始信号がオンになったとき、即ちアイドルストップ後のエンジン再始動が開始したとき、そのときのバッテリ電圧（電圧検出回路４０から昇圧回路２０の入力電圧の検出値）を取得し、当該バッテリ電圧を、第２の目標電圧として決定する。尚、このバッテリ電圧は、昇圧回路２０の昇圧動作の開始時（エンジン５２の再始動開始時）のバッテリ電圧に相当する。ここで、昇圧回路２０の昇圧動作の開始時（エンジン５２の再始動開始時）とは、昇圧回路２０の昇圧動作が開始する正確な瞬間的な時点を指すものではなく、昇圧回路２０の昇圧動作の開始直前及び開始直後（エンジン５２の再始動開始直前及び再始動開始直後）を含む。これは、昇圧回路２０の昇圧動作の開始直前から開始直後までの短い期間では、バッテリ電圧に大きな変動が実質的に生じないためである。但し、スタータ１８が作動するとバッテリ電圧が大きく変動するので、第２の目標電圧は、スタータ１８の作動前のバッテリ電圧に基づいて設定されることが必要である。
【００３１】
第２目標電圧決定部２２ｂは、昇圧回路２０の昇圧動作の開始時のバッテリ電圧の検出値をそのまま第２の目標電圧として決定してもよい。或いは、第２目標電圧決定部２２ｂは、昇圧回路２０の昇圧動作の開始時のバッテリ電圧の検出値を複数回（複数時点で）取得し、それらの平均値を第２の目標電圧として決定してもよい。尚、アイドルストップ中はバッテリ１０の放電によりバッテリ電圧は徐々に低下するので、第２の目標電圧は、第１の目標電圧よりも低い値となる。
【００３２】
目標電圧パターン設定部２２ｃは、第１目標電圧決定部２２ａで得られる第１の目標電圧と、第２目標電圧決定部２２ｂで得られる第２の目標電圧とに基づいて、目標電圧の時系列の変化パターン（目標電圧パターン）を設定する。具体的には、目標電圧パターン設定部２２ｃは、第２の目標電圧から第１の目標電圧へと段階的に（徐々に）増加するように目標電圧（目標電圧パターン）を設定する。この目標電圧パターンの設定態様について図３を参照して後述する。
【００３３】
フィードバック制御部２２ｄには、電圧検出回路４０から昇圧回路２０の入力電圧の検出値、電圧検出回路４２から昇圧回路２０の出力電圧の検出値、及び、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０から昇圧開始信号が、それぞれ供給される。
【００３４】
フィードバック制御部２２ｄは、電圧検出回路４０、４２から得られる各電圧値を監視しつつ、目標電圧パターン設定部２２ｃにて設定された目標電圧パターン（時系列で変化する目標電圧）に基づいて、昇圧回路２０の出力電圧のパターンが当該目標電圧パターンを実現するように、スイッチング素子ＳＷ１のスイッチング動作（デューティ）をフィードバック制御する。
【００３５】
図３は、目標電圧パターン設定部２２ｃにおいて設定される目標電圧パターンの二例を示す図である。
【００３６】
図３では、（Ａ）に昇圧開始信号の時系列波形を示し、（Ｂ）に目標電圧パターンを示す。図３に示す例では、時刻ｔ２にて、アイドルストップの解除条件が成立して、昇圧開始信号がオンになり（昇圧回路２０の昇圧動作の開始が指示され）、時刻ｔ３にて、昇圧開始信号がオフになっている。
【００３７】
図３には、目標電圧パターンの一例がＰ１で指示され、目標電圧パターンのその他の一例がＰ２で指示されている。
【００３８】
目標電圧パターンＰ１は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間を掛けて、目標電圧が第２の目標電圧から第１の目標電圧へと段階的に増加するように設定されている。尚、図示の例では、目標電圧パターンＰ１は、目標電圧が線形的に増加しているが、目標電圧が非線形的ないし不連続的に増加するようなパターンであってもよい。目標電圧パターンＰ１は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間、即ち昇圧開始信号がオンになってからオフになるまでの時間が固定値である場合に好適である。
【００３９】
目標電圧パターンＰ２は、時刻ｔ２から時刻ｔ'までの時間Δｔを掛けて、目標電圧が第２の目標電圧から第１の目標電圧へと段階的に増加し、それ以降は（即ち時刻ｔ'から時刻ｔ３までは）一定値（第１の目標電圧）になるように設定されている。尚、図示の例では、目標電圧パターンＰ１は、目標電圧が線形的に増加しているが、目標電圧が非線形的ないし不連続的に増加するようなパターンであってもよい。
【００４０】
目標電圧パターンＰ２に関して、時刻ｔ２から時刻ｔ'までの時間Δｔは、固定値であってもよいし、可変値であってもよい。例えば、時間Δｔは、オルタネータ１２の能力、バッテリ１０の能力及び負荷３０の動作状況から決定されるバッテリ電圧の復帰時間よりも短くなるように設定されてもよい。尚、バッテリ電圧の復帰時間は、試験的に導出されてもよく、当該導出された復帰時間に基づいて、時間Δｔが事前に適合されてもよい。或いは、バッテリ電圧の復帰時間は、動的に変化しうることを考慮して、リアルタイムに導出されてもよく、当該導出された復帰時間に基づいて、時間Δｔがリアルタイムに適合されてもよい。或いは、目標電圧パターンの傾き（ひいては時間Δｔ）は、バッテリ電圧の増加速度の許容上限値に基づいて決定されてもよい。バッテリ電圧の増加速度の許容上限値は、バッテリ電圧の増加に起因した負荷３０の動作の変動（例えばランプやメータの光度の増加）が、ユーザにとって気になるレベルにならないような値に設定される。例えば、メータの光度の増加が気にならない増加速度（バッテリ電圧の増加速度の許容上限値）として約０．５Ｖ／１００ｍｓが採用されてもよい。
【００４１】
図４は、第１目標電圧決定部２２ａ及び第２目標電圧決定部２２ｂの決定処理と、目標電圧パターン設定部２２ｃにおける目標電圧パターンの設定処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【００４２】
ステップ４００では、第１目標電圧決定部２２ａにおいて、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からのエンジン停止信号がオンになったか否かが判定される。ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からのエンジン停止信号がオンになった場合は、ステップ４０２に進む。
【００４３】
ステップ４０２では、第１目標電圧決定部２２ａにおいて、電圧検出回路４０から得られる今回周期の昇圧回路２０の入力電圧（最新のバッテリ電圧の検出値）に基づいて、第１の目標電圧が決定される。
【００４４】
ステップ４０４では、第２目標電圧決定部２２ｂにおいて、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からの昇圧開始信号がオンになったか否かが判定される。ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からの昇圧開始信号がオンになった場合は、ステップ４０６に進む。ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からの昇圧開始信号がオフである場合は、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０からの昇圧開始信号がオンになるまで待機状態となる。
【００４５】
ステップ４０６では、第２目標電圧決定部２２ｂにおいて、電圧検出回路４０から得られる今回周期の昇圧回路２０の入力電圧（最新のバッテリ電圧の検出値）に基づいて、第２の目標電圧が決定される。尚、上記ステップ４０２で決定される第１の目標電圧と、本ステップ４０６で決定される第２の目標電圧とは、電圧検出回路４０から得られる昇圧回路２０の入力電圧の検出値に基づいて設定される点は共通するが、異なる時点での昇圧回路２０の入力電圧の検出値に基づいて設定されるものであるため、異なる値になる。基本的に、アイドルストップ中はバッテリ電圧が徐々に低下するので、第２の目標電圧は、第１の目標電圧よりも低い値となる。
【００４６】
ステップ４０８では、目標電圧パターン設定部２２ｃにおいて、上記ステップ４０２で決定された第１の目標電圧と、上記ステップ４０６で決定された第２の目標電圧とに基づいて、昇圧回路２０の目標電圧パターンが設定される。具体的には、第２の目標電圧から第１の目標電圧へと段階的に（徐々に）増加するように昇圧回路２０の目標電圧パターンが設定される（図３参照）。本ステップ４０８の処理が終了すると、次に説明する図５の処理ルーチンへと進む。
【００４７】
図５は、フィードバック制御部２２ｄにおいて実現される主要処理の一例の流れを示すフローチャートである。図５の処理は、上述の図４のステップ４０８の処理に後続して実行される。
【００４８】
ステップ５０２では、フィードバック制御部２２ｄにおいて、電圧検出回路４２から得られる今回周期の昇圧回路２０の出力電圧（最新の検出値）が、今回周期の目標電圧（上述の図４の設定処理で設定された目標電圧パターンに基づく目標電圧）よりも小さいか否かが判定される。昇圧回路２０の出力電圧が目標電圧よりも小さい場合は、ステップ５０４に進む。他方、昇圧回路２０の出力電圧が目標電圧以上である場合は、ステップ５０６に進む。
【００４９】
ステップ５０４では、フィードバック制御部２２ｄにおいて、現在の目標電圧（上述の図４の設定処理で設定された目標電圧パターンに基づく目標電圧）に基づいて、昇圧回路２０の昇圧動作がオン（又は継続）される。即ち、昇圧回路２０の出力電圧が目標電圧となるように昇圧回路２０のフィードバック制御が行われる。ステップ５０４の処理が終了すると、ステップ５０８に進む。
【００５０】
ステップ５０６では、フィードバック制御部２２ｄにおいて、昇圧回路２０の昇圧動作がオフ（停止）される。ステップ５０６の処理が終了すると、ステップ５０８に進む。
【００５１】
ステップ５０８では、フィードバック制御部２２ｄにおいて、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０から昇圧開始信号のオフ信号が入力されたか否かが判定される。ＥＦＩ・ＥＣＵ５０から昇圧開始信号のオフ信号が入力された場合は、そのまま終了する。他方、ＥＦＩ・ＥＣＵ５０から昇圧開始信号のオフ信号が入力されていない場合、即ち昇圧開始信号のオン信号が継続して入力されている場合は、ステップ５１０に進む。
【００５２】
ステップ５１０では、上述の図４の設定処理で設定された目標電圧パターン（図３参照）に基づいて目標電圧が更新される。即ち、上述の図４の設定処理で設定された目標電圧パターンに基づいて、次回周期で使用されるべき目標電圧が設定される。ステップ５１０の処理が終了すると、ステップ５０２に戻り、次回周期の処理が実行されることになる。従って、ステップ５０２では、ステップ５１０にて更新された新たな目標電圧が、電圧検出回路４２から得られる昇圧回路２０の出力電圧（最新の検出値）よりも大きいか否かが判定される。
【００５３】
図６は、本実施例の目標電圧パターンが適用された場合の昇圧回路２０の出力電圧の変動態様を示す図であり、（Ａ）は、エンジン停止信号の時系列波形を示し、（Ｂ）は、昇圧開始信号の時系列波形を示し、（Ｃ）は、目標電圧パターン（一点鎖線）、バッテリ電圧（細線）及び昇圧回路２０の出力電圧（太線）の時系列波形を示す。
【００５４】
図６に示す例では、時刻ｔ１にて、アイドルストップの実行条件が成立して、エンジン停止信号がオンとなり、時刻ｔ２にて、アイドルストップの解除条件が成立して、昇圧開始信号がオンになり（昇圧回路２０の昇圧動作の開始が指示され）、時刻ｔ３にて、昇圧開始信号がオフになっている。
【００５５】
バッテリ電圧については、次のように変化する。尚、図６（Ｃ）において、バッテリ電圧（細線）は、時刻ｔ２以前と時刻ｔ"以後の区間では、出力電圧（太線）と同一となるので、バッテリ電圧（細線）が出力電圧（太線）に重なって見えていない。図６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１以前は、エンジン５２及びオルタネータ１２が作動しているので、バッテリ電圧及び昇圧回路２０の出力電圧は、略一定の比較的高い値ＶＨを示す。時刻ｔ１にて、エンジン停止信号がオンとなると、エンジン５２が停止し、これに伴いオルタネータ１２が停止する。従って、図６（Ｃ）にて示すように、バッテリ電圧及び昇圧回路２０の出力電圧は、緩やかに低下していく。バッテリ電圧及び昇圧回路２０の出力電圧は、時刻ｔｐにて、略一定の低下した値ＶＬで安定する。時刻ｔ２にて、アイドルストップの解除条件が成立すると、スタータ１８が作動し、バッテリ電圧が急激に低下する。その後、エンジン５２の再始動が成功すると、スタータ１８が停止して、バッテリ電圧が急激に回復する。更にその後、オルタネータ１２が作動し、バッテリ電圧が上昇し、アイドルストップ実行前の電圧へと復帰する。
【００５６】
目標電圧パターンは、次のように設定される。本例では、図中に"電圧検知"と示すタイミングで検知されたバッテリ電圧が、それぞれ第１及び第２の目標電圧として決定される。具体的には、エンジン停止信号のオンがアクティブ（エンジン停止）になる直前のバッテリ電圧（オルタネータ発電電圧）ＶＨが検出され、これが第１の目標電圧として決定される。また、昇圧開始信号のオンがアクティブ（昇圧開始）になる直前のバッテリ電圧ＶＬが検出され、これが第２の目標電圧として決定される。そして、図示の例では、図３に示したような態様で目標電圧パターン（一点鎖線）が設定される。即ち、図６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ２にて目標電圧が第２の目標電圧ＶＬに設定され、その後、目標電圧が第１の目標電圧ＶＨへと徐々に増加されていく。尚、目標電圧パターン（一点鎖線）は、時刻ｔ２から時刻ｔ"までの区間では、出力電圧（太線）と同一となるので、目標電圧パターン（一点鎖線）が出力電圧（太線）に重なって見えていない。
【００５７】
昇圧回路２０の出力電圧については、次のように変化する。時刻ｔ２以前は、昇圧回路２０が非作動状態であるので、上述の如く、バッテリ電圧と同様に変化する。時刻ｔ２から時刻ｔ"（出力電圧が目標電圧を上回る時刻ｔ"）までは、昇圧回路２０が作動状態となるので、昇圧回路２０の出力電圧は、上述のバッテリ電圧の急激な変化にも拘わらず、目標電圧に追従するように穏やかに変化する。出力電圧が目標電圧を上回る時刻ｔ"以後は、昇圧回路２０が作動状態から非作動状態へと移行する（図５のステップ５０２，５０６参照）ので、昇圧回路２０の出力電圧は、バッテリ電圧と同様に変化する。ここで、時刻ｔ"以後は、上述の如く、バッテリ電圧がアイドルストップ実行前の電圧ＶＨに略復帰した状態になっている。従って、昇圧回路２０の出力電圧は、時刻ｔ"以後も、変動が小さく、安定した値となる。
【００５８】
このように本実施例によれば、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い昇圧回路２０の昇圧動作を開始させる際に、昇圧回路２０の目標電圧が、昇圧開始時のバッテリ電圧からエンジン停止時のバッテリ電圧へと徐々に増加する態様で設定されるので、昇圧回路２０の出力電圧を穏やかに増加させることができる。これにより、昇圧回路２０の出力電圧の急激な変動に起因した不都合（例えば、ランプ類の明滅、ブロア風量の急変、ワイパ速度の急変）を適切に防止することができる。
【００５９】
ここで、比較・対比の目的のため、図７乃至図９を参照して、比較例により目標電圧を設定した場合の昇圧回路の出力電圧の変動態様について説明する。
【００６０】
図７は、第１の比較例により目標電圧を設定した場合の昇圧回路の出力電圧の変動態様を示し、（Ａ）は、エンジン停止信号の時系列波形を示し、（Ｂ）は、昇圧開始信号の時系列波形を示し、（Ｃ）は、バッテリ電圧（細線）及び昇圧回路２０の出力電圧（太線）の時系列波形を示す。第１の比較例では、目標電圧は、一定値に設定され、当該一定値としては、昇圧開始信号のオンがアクティブ（昇圧開始）になる直前のバッテリ電圧ＶＬ（図６参照）用いられる。
【００６１】
この第１の比較例では、目標電圧が昇圧開始時のバッテリ電圧ＶＬに設定されているので、昇圧開始時（時刻ｔ２付近）には昇圧回路の出力電圧に大きな変動が生じない。しかしながら、スタータ１８の作動停止とオルタネータ１２の作動開始に伴ってバッテリ電圧が急激に上昇したときに、図７中にＸ１で示すように、昇圧回路の出力電圧が当該バッテリ電圧の急激な上昇をそのまま反映し、昇圧回路の出力電圧に大きな変動が生ずる。かかる昇圧回路の出力電圧に大きな変動が生ずると、上述の如く、ランプ類の明滅、ブロア風量の急変、ワイパ速度の急変等の不都合が生ずる。
【００６２】
図８は、第２の比較例により目標電圧を設定した場合の昇圧回路の出力電圧の変動態様を示し、（Ａ）は、エンジン停止信号の時系列波形を示し、（Ｂ）は、昇圧開始信号の時系列波形を示し、（Ｃ）は、バッテリ電圧（細線）及び昇圧回路２０の出力電圧（太線）の時系列波形を示す。第２の比較例では、目標電圧は、一定値に設定され、当該一定値としては、エンジン停止信号のオンがアクティブ（エンジン停止）になる直前のバッテリ電圧ＶＨ（図６参照）が用いられる。
【００６３】
この第２の比較例では、目標電圧がエンジン停止時のバッテリ電圧ＶＨに設定されているので、上述の第１の比較例のような変動、即ちバッテリ電圧上昇時には昇圧回路の出力電圧に大きな変動は、生じない。しかしながら、昇圧開始時（時刻ｔ２付近）に、図７中にＸ２で示すように、昇圧開始時のバッテリ電圧と目標電圧との間の大きな乖離に起因して、昇圧回路の出力電圧に大きな変動が生ずる。かかる昇圧回路の出力電圧に大きな変動が生ずると、同様に、ランプ類の明滅、ブロア風量の急変、ワイパ速度の急変等の不都合が生ずる。
【００６４】
図９は、第３の比較例により目標電圧を設定した場合の昇圧回路の出力電圧の変動態様を示し、（Ａ）は、エンジン停止信号の時系列波形を示し、（Ｂ）は、昇圧開始信号の時系列波形を示し、（Ｃ）は、バッテリ電圧（細線）及び昇圧回路２０の出力電圧（太線）の時系列波形を示す。第３の比較例では、目標電圧は、一定値に設定され、当該一定値としては、エンジン停止時のバッテリ電圧ＶＨと昇圧開始時のバッテリ電圧ＶＬとの中間値（＝（ＶＨ＋ＶＬ）／２）が用いられる。
【００６５】
この第３の比較例では、上述の第１の比較例及び第２の比較例において生ずる昇圧回路の出力電圧の変動と同一の原因に起因して、同様の変動が生ずる。具体的には、昇圧開始時（時刻ｔ２付近）に、図９中にＸ３で示すように、目標電圧とバッテリ電圧との間の乖離に起因して、昇圧回路の出力電圧に比較的大きい変動が生ずる。また、スタータ１８の作動停止とオルタネータ１２の作動開始に伴ってバッテリ電圧が上昇したときに、図９中にＸ４で示すように、昇圧回路の出力電圧が当該バッテリ電圧の上昇をそのまま反映し、昇圧回路の出力電圧に比較的大きい変動が生ずる。このような変動は、上述の第１の比較例及び第２の比較例において生ずる昇圧回路の出力電圧の変動幅よりも小さいものの、同様の不都合をもたらす。
【００６６】
以上説明した本実施例によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
【００６７】
本実施例によれば、上述の如く、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い昇圧回路２０の昇圧動作を開始させる際に、昇圧回路２０の目標電圧を、昇圧開始時のバッテリ電圧からエンジン停止時のバッテリ電圧へと徐々に増加する態様で設定するので、負荷３０に供給される昇圧回路２０の出力電圧における急激な変動を防止することができる。これにより、昇圧回路２０の出力電圧における急激な変動に起因した不都合、例えばランプ類の明滅、ブロア風量の急変、ワイパ速度の急変等を適切に防止することができる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６９】
例えば、上述の実施例では、エンジン停止信号がオンになること及び昇圧開始信号がオンになることトリガとして、第１及び第２の目標電圧を決定するためのバッテリ電圧、即ちエンジン停止時のバッテリ電圧及び昇圧開始時のバッテリ電圧をそれぞれ検出している。しかしながら、他の同等の信号をトリガとして、エンジン停止時のバッテリ電圧及び昇圧開始時のバッテリ電圧を検出してもよい。例えば、アイドルストップの実行条件の成立をもたらす各種信号（例えば、車速ゼロを表す車速信号、ブレーキ操作が行われていることを示すブレーキ信号等）又はこれらの組み合わせをトリガとして、エンジン停止時のバッテリ電圧を検出してもよいし、また、アイドルストップの解除条件の成立をもたらす各種信号（例えばブレーキペダルの解除を表すブレーキ信号、マニュアル車の場合はクラッチペダルの踏み込みを表すクラッチ信号等）又はこれらの組み合わせをトリガとして、昇圧開始時のバッテリ電圧を検出してもよい。これらのトリガは、多種多様であるアイドルストップの実行条件及びアイドルストップの解除条件の態様に依存して適切に決定されてよい。
【００７０】
また、エンジン停止時のバッテリ電圧は、他の検出値又は既知の設計値に基づいて推定されてもよい。例えば、エンジン停止時のバッテリ電圧は、車両が停止することが予測されたときに検出されたバッテリ電圧と同等であると推定し、車両が停止することが予測されたときに検出されたバッテリ電圧（複数回の検出値の平均値を含む）が、第１の目標電圧として設定されてもよい。この場合、車両が停止することは、例えば車速信号（例えば一定速度から一定速度以下になった場合）、ブレーキ信号（例えば一定時間内の連続的なブレーキ操作）、アクセル信号（例えばアクセルペダルのオフ操作）等の各種信号又はこれらの組み合わせに基づいて予測されてもよい。また、これに代えて又は加えて、ナビゲーション装置からの交差点位置情報又は信号機位置情報とＧＰＳ受信機からの自車位置情報とに基づいて、車両が赤信号で停車することを予測してもよい。また、これらに代えて又は加えて、同様に、前方監視用車載カメラによる信号機の認識処理（赤信号の認識処理）に基づいて、車両が赤信号で停車することを予測してもよい。或いは、エンジン停止時のバッテリ電圧は、通常走行状態（バッテリ電圧が安定した状態での走行状態）におけるバッテリ電圧と大きな乖離がないことを鑑み、通常走行状態で検出されたバッテリ電圧（複数回の検出値の平均値を含む）が、第１の目標電圧として設定されてもよい。通常走行状態のバッテリ電圧は、簡易的に、バッテリ１０の定格電圧として推定により導出されてもよい。
【００７１】
同様に、昇圧開始時のバッテリ電圧は、他の検出値又は既知の設計値に基づいて推定されてもよい。例えば、アイドルストップ中に降下する電圧の幅を予め試験等で導出しておき、この降下幅を、エンジン停止時のバッテリ電圧から差し引くことで、昇圧開始時のバッテリ電圧を推定してもよい。また、アイドルストップ中にバッテリ電圧の降下態様（減少方向の傾き）を常時監視し、バッテリ電圧の降下が減少したときの（例えば傾きが略ゼロになったときの）バッテリ電圧（図６（Ｃ）の時刻ｔｐ付近のバッテリ電圧）を、昇圧開始時のバッテリ電圧と推定してもよい。
【００７２】
また、上述の実施例は、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴い昇圧回路２０の昇圧動作を開始させる際の制御に関するものであった。通常のエンジンの始動（即ち、ユーザがイグニッションスイッチないしエンジンスタートスイッチを操作することによるエンジンの始動）時は、ランプ類の明滅等がユーザにとって気にならない特別な状況（エンジン始動時であるが故にユーザに許容されやすい）であるため、昇圧回路２０は、通常、動作しない。しかしながら、通常のエンジンの始動時に、アイドルストップ後のエンジン再始動時と同様に、昇圧回路２０の昇圧制御を実行することも可能である。かかる場合は、本実施例を容易に応用することができる。即ち、通常のエンジンの始動時に、当該始動に伴い昇圧回路２０の昇圧動作を開始させる際、昇圧回路２０の目標電圧を、昇圧開始時のバッテリ電圧からエンジン停止時のバッテリ電圧へと徐々に増加する態様で設定することとしてもよい。この場合、エンジン停止時のバッテリ電圧は、前回の車両使用時におけるエンジン停止時のバッテリ電圧であってもよいし、或いは、簡易的に、バッテリ１０の定格電圧であってもよい。尚、このように通常のエンジンの始動時に本発明が適用される場合、車両は、必ずしもアイドルストップシステムを搭載する車両である必要はない。
【符号の説明】
【００７３】
１    アイドリングストップシステム
１０    バッテリ
１２    オルタネータ
１８    スタータ
２０    昇圧回路
２２    昇圧制御装置
２２ａ    第１目標電圧決定部
２２ｂ    第２目標電圧決定部
２２ｃ    目標電圧パターン設定部
２２ｄ    フィードバック制御部
３０    負荷
４０，４２    電圧検出回路
５０    ＥＦＩ・ＥＣＵ
５２    エンジン
【図１】
2011058633.tif 000003
【図２】
2011058633.tif 000004
【図３】
2011058633.tif 000005
【図４】
2011058633.tif 000006
【図５】
2011058633.tif 000007
【図６】
2011058633.tif 000008
【図７】
2011058633.tif 000009
【図８】
2011058633.tif 000010
【図９】
2011058633.tif 000011
【国際調査報告】
2011058633.tif 000012
2011058633.tif 000013
2011058633.tif 000014